核電廠數字化儀控系統I/O卡件備件數量優化

張 磊，夏林路，周世梁，陳浠毓

核電廠數字化儀控系統I/O卡件備件數量優化

張 磊1，夏林路1，周世梁1，陳浠毓2

（1. 華北電力大學 核科學與工程學院，北京 102206；2. 中國核電工程有限公司，北京 100840）

數字化儀控系統（DCS）是核電廠的神經中樞，是一種以微處理器為基礎，采用控制功能分散顯示、操作集中、兼顧分而自治和綜合協調的設計原則的儀表控制系統，它對機組的安全、經濟運行起著至關重要的作用。I/O卡件是DCS與現場儀表交互的關鍵部件，當I/O卡件出現故障時，需要及時更換，所以I/O卡件需要一定數量的備件。如果備件過少，系統可用率達不到要求，反之會導致總費用過高。基于馬爾可夫模型，提出了一種可用率約束條件下，考慮共因失效的I/O卡件備件數量優化方法。并采用概率檢測器PRSIM實現了對馬爾可夫模型的定量分析，得出了滿足可用率的約束條件的最少備件數，達到降低核電廠DCS運行維護費用的同時，保證其安全可靠運行的優化效果。

I/O卡件；馬爾可夫模型；共因失效；備件數量；PRISM

核電廠DCS是核電廠的“神經系統”，它是以計算機、網絡通訊為基礎的分布式控制系統，它對于核電廠的安全運行至關重要[1]。在核電廠儀控系統中I/O卡件幾乎包含了所有常規卡件，如模擬量輸入（包括差分輸入、熱電偶和電阻溫度傳感器）、模擬量輸出、數字量輸入、轉速、速度傳感器的輸入和脈沖計數等[2]。整個儀控系統中，一般I/O卡件故障率相對較高，常見的失效模式有電極開路或時通時斷、點擊短路、可焊接性差、無法工作等。……